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直流电机调速原理_直流电机调速方式

时间:2024-01-25 23:31:03 来源:博亿堂byt98网址登陆 点击:1次

  今天我们的角度来看一下直流电机的调速电路,原理非常的简单,通过串联不同的电阻实现不同的转速。

  电路分为三部分,因为是直流电机所以要有整流电路,外加主电路和控制电路,主电路的电源是交流220伏的,控制线伏。最主要的三个电气原件,一个KM1和2个中间继电器。

  电源是交流220伏,经过变压器变为交流127伏,再经过整流电路变为直流110伏。三个按钮开关控制三个速度,当按下SB2的时候,接触器KM1自锁,这时候等于电机串了R1R2两个电阻,是最低速状态。

  如果想增加速度,可以按下按钮开关SB3,这时候继电器KA1会自锁。同时它的常开点会闭合,电流跳过R2直接连接电机,实现了加速。

  需要最快速就按下按钮开关SB4,这时候KA2自锁,同时它的常闭点断开使KA1断电,常开点闭合直接跳过R1电阻。

  接触器的符号是KM,中间继电器的符号是KA,其实图中的KA1和KA2是2个中间继电器,当然也可以用接触器代替,必须和KM1的线圈电压保持一致。

  KM1和KA1和KA2都有自锁的状态,如果实际应用中哪个元件不工作,就单独检查对应的自锁电路。

  直流电机调速,往往说的是他励有刷直流电机调速,根据直流电机的转速方程,转速n=(电枢电压U-电压电流Ia*内阻Ra)÷(常数Ce*气隙磁通Φ),因为电枢的内阻Ra非常小,所以电压电流Ia*内阻Ra≈0,这样转速n=(电枢电压U)÷(常数Ce*气隙磁通Φ),只要在气隙磁通Φ恒定下调整电枢电压U,就能调整直流电机的转速n;或者在电枢电压U恒定下调整气隙磁通Φ,一样能调整电机的转速n,前者叫恒转矩调速,后者称之为恒功率调速。

  恒转矩模式下,要先保持气隙磁通Φ恒定,直流电机的定子和转子磁场是正交状态的,互相没有影响。要保持Φ恒定,只要保证励磁线圈的电流稳定在一个值就可以了。理论上给一个恒流源来控制励磁线圈的电流是比较完美的,但是因为电流源不好找,而一般给励磁线圈施加一个稳定的电压值,也可以近似让励磁电流稳定,进而让气隙磁通Φ恒定。如果是永磁直流电机,用永磁铁来替代了励磁线圈,磁通是永久恒定的,所以不用操这个心了。

  简单的调整电压,并不能满足负载波动比较厉害的场合,所以引进了串级调速系统,通过检测电机的电流和转速,分别弄出电流环内环和速度环外环了,使用PID算法,有效的满足了负载波动状况下的调速,让直流电机的调速工作特性非常“硬”,也就是最大转矩不会受到转速的波动而变化,实现了真正的恒扭矩输出。这种调速方式,一直是交流调速系统的模仿对方,比如变频器矢量控制,就是模仿这种方式而实现的。如果只用电流环内环,还可以直接控制电机输出一定的扭矩,满足不同的拉伸和卷曲等控制要求。

  电枢电压控制,在晶闸管和IGBT这些没有被发明前,控制起来也不是容易的事情了,毕竟功率比较大,早期是通过一台发电机直流发电来控制的,通过调整发电机的磁通就可以控制发电机的输出电压,进而调整了电枢电压大小的。

  在晶闸管可控硅被发明出来以后,通过给可控硅施加交流输入电压,利用移相触发技术控制可控硅的导通角,就可以把交流电整流成一定脉动的直流电,因为直流电机是大感性负载,脉动直流电会被大电感缓冲稳定下来。这个直流电的电压是能调整的,和可控硅的导通角成一定的比例关系。这种调速技术是非常成熟可靠的,在上个世纪中后期得到了广泛的工业应用。

  另外场效应管和IGBT之类的器件出现以后,直流电机调速还能做到更加精密了,可通过PWM斩波技术,让输出的直流电压很稳定,这样直流电机的转速波动非常小,如果让电机的转子变长点,转动惯量变小了,外加了位置环进去,还能轻松实现精确的定位控制,这个是所谓的直流伺服系统了。

  就是所谓的弱磁调速,这种调速方式,本质是恒转矩调速方式的一种补充,主要是有些场合,需要比较宽的调速范围,比如有些龙门床,需要电机加工时候进刀非常慢,扭矩要很高;而退回来时候扭矩很轻看是要跑非常快,这时候进刀时候用恒转矩调速模式,而退回来时候用弱磁调速方式,这时候电机的上限功率是不变的。

  也有些电动车,低速上坡时候要跑很慢,需要很大扭力,而平路阻力小又想跑非常快,这时候也要使用到恒功率调速,类似于机械变档或者调减速比的方式来调速。一般弱磁调速,是不适合于永磁电机的,因此磁通Φ无法单独控制。

  要弱磁,就是直接减少气隙磁通Φ的大小,这时候能够更好的降低励磁线圈的电流,一般也会在励磁线圈使用可控硅或者场效应管这些来做一个PI调整回来输出一个电流源来实现。

  弱磁调速的时候,电机转速越高,电机输出的最大扭矩会越小,这个是必须要格外注意的,而且一般也不会无限制的减小下去,大概能控制在额定励磁电流的90%左右。关键字:引用地址:直流电机调速原理_直流电机调速方式

  一、 设计方案比较与分析: 1、电机调速控制模块: 方案一:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压,进而达到调速的目的。但是电阻网络只能实现有级调速,而数字电阻的元器件价格相对较昂贵。更主要的问题就在于一般电动机的电阻很小,但电流很大;分压不仅会降低效率,而且实现很困难。 方案二:采用继电器对电动机的开或关来控制,通过开关的切换对小车的速度做调整。这个方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。 方案三:采用由达林顿管组成的H型PWM电路。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态,精确调整电动机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下,效率非常高;H型电路保证了可以简单

  全球都在致力降低功耗,且势头愈来愈烈。许多国家/地区都要求家用电器满足相关组织(如中国标准化研究院 (CNIS)、美国能源之星和德国蓝天使)制定的效率标准。为满足这些标准,慢慢的变多的系统模块设计人员在设计中放弃了简单且易用的单相交流感应电机,转而采用更节能的低压无刷直流 (BLDC) 电机。为实现更长的常规使用的寿命和更低的运行噪音,扫地机器人等小型家电的设计人员也转而在他们的许多系统中使用更先进的 BLDC 电机。同时,永磁技术的进步正不断简化 BLDC 电机的制造,在提供相同扭矩(负载)的同时减小系统尺寸,还能大大的提升效率和降低系统噪音。 设计使用 BLDC 电机的系统具有挑战性,因为常常要复杂的硬件和优化的软件设计来提供可靠的

  加速设计周期的3种方法 /

  直流无刷电机是一种高性能电机,它具有效率高、可靠性好、结构相对比较简单、便于维护和体积小等优点。与直流电机相比,无刷电机没有电刷和换相器,而采用电子电路进行换相,换相时不会产生电火花,不存在机械换向损耗。与异步电机相比,无刷电机的转子与定子磁场同步旋转,因此不存在转子损耗。与同步电机相比,无刷电机操控方法简单,便于工程应用的特性,使其被广泛应用于众多领域。 直流无刷电机的控制方案有多种,如文献采用DSP作为主控制器的控制管理系统,文献采用FPAG控制无刷电机,文献选用MEGA8单片机控制方案。这些操控方法都可以在一定程度上完成电机的正反转、启停等控制,但在系统实现成本、控制精度、运行稳定性和外围电路的能源消耗等方面上却有较大的差别。使用DSP和FP

  控制系统设计 /

  三相无刷直流电机 无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。 无刷电机是指无电刷和换向器(或集电环)的电机,又称无换向器电机。早在十九纪诞生电机的时候,产生的实用性电机就是无刷形式,即交流鼠笼式异步电动机,这种电动机得到了广泛的应用。但是,异步电动机有许多无法克服的缺陷,以致电机技术发展缓慢。上世纪中叶诞生了晶体管,因而采用晶体管换向电路代替电刷与换向器的直流无刷电机就应运而生了。这种新型无刷电机称为电子换向式直流电机,它克服了第一代无刷电机的缺陷。 无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的,即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点

  三相无刷直流电机原理 三相无刷电机为实现无电刷换相,首先要求把一般直流电机的电枢绕组放在定子上,把永磁磁钢放在转子上,这与传统直流永磁电机的结构刚好相反。三相无刷电机本身是在永磁直流有刷电机的基础上发展出来的,随着电子控制技术的发展,三相无刷电机电源波形从方波输入,发展到正弦波输人和同步控制,形成同步运行三相无刷电机,又称同步电机。现在仍把单一方波(梯形波)电源输入,不涉及同步控制技术的电机称为三相无刷电机。 三相无刷电机比永磁直流有刷电机复杂,因为电子换向技术改变了电机的结构及形式,把通电的线圈固定不动,并产生一个可以旋转的磁场,使磁钢转动,控制信号跟随转子转动的情况而相应变化。 三相无刷电机是一个典型的

  1引言 滑模变结构控制管理系统是一类特殊的变结构控制管理系统。起特殊之处在于,系统的控制不仅有切换,而且该切换特性可以迫使系统的状态在切换面上沿预定的轨迹作小幅度、高频率的趋近运动-滑动模态运动。这种滑动模态可以设计成与系统的参数及扰动无关。这样,滑模变结构控制无须系统在线辨识就具有非常好的鲁棒性。滑模变结构控制近年来已被大范围的应用于处理一些复杂的线性系统、非线性系统、时变、多变量耦合等确定性和不确定性系统,可使系统获得良好的动态品质 。而对于高性能的直流伺服系统,一般要求精度高、无超调、响应速度快且鲁棒性好。根据自动调节原理设计的常规PID、PI等控制器,结构相对比较简单,设计方法成熟,也容易实现,但直流伺服系统中的非线性、参数的时变性和外部

  #include reg52.h sbit KEY1 = P3^1; //定义调速按键 sbit PWM = P1^5; //定义调速端口 unsigned char CYCLE; //定义周期T=x*0.1ms unsigned char PWM_ON ; //定义高电平时间 void delay(unsigned int cnt) { while(--cnt); } main() { unsigned char PWM_Num; TMOD =0x01; TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; IE= 0x82;

  一、如果检测交流三相电机的好坏? 1.摇表摇,500V的摇表即可,摇三个接线柱上的线对电机外壳的绝缘阻值,应该在0.5M欧以上就说明没有对地短路。 2.万用表测:测A/B/C三相间的阻值,是否相等,应该是差不多,差的太多也能转,但是用不长了,记住电机越大,阻值越小!但是不能三相都为0欧,除非你是特别大,如50KW以上的电机!记住如果是调速电机的6个端子阻值可不一样哟! 3.检查轴承、风扇,一般缠电机就让全换了!因为有时候轴承抱死也会烧电机的哟! 4.电机的空载电流一般为额定电流的10%~50%,有时电机空转电流还为零哟! 5.电机额定电流运行时,是满负荷运行,输出功率基本为100%。运行电流小,说明电机输出功率变小,是轻负载运行。

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